JP2001503309A - 荷電エアロゾルから空気を清浄化するための集塵器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 荷電粒子から空気を清浄化する静電集塵器であって、前記静電集塵器は適宜方法により荷電されかつ所定間隔（ａ）を置いて交互に配置された電極要素（ＲおよびＡ）またはかかる電極要素の群から成り、少なくとも一方の電極要素はセルロースベースの高電気抵抗材料により形成され、かつ前記両電極要素またはその電極要素の群は防湿性である。

Description

【発明の詳細な説明】 荷電エアロゾルから空気を清浄化するための集塵器 SE-B-469466において、２段式電子フイルタが記載されており、このフイルタ は電離部を有し、この電離部は所望空気輸送における下流の所謂静電集塵器に通 じる。開示設計において平板である静電集塵器の電極要素は高電気抵抗または高 静電防止力があると考えられる材料（所謂エネルギ散逸性(dissipative)材料） により形成されるのが好ましい。ただし、他の態様として、この電極要素は他の 形状であってよい。その分離能力はこの特許に従ってかかる材料を使用すること によって基本的に改良される。その理由は、従って、電極要素間の電圧が、金属 材料、即ち、低電気抵抗材料で形成された電極要素を有する従来既知電子フイル タよりも高くなることによる。 SE-A-9303894-1において、上述の特許による静電集塵器の設計に関する他の改 良が記載されている。SE-A-9303894-1によれば、静電集塵器の電極の所定部の電 気的遮蔽は更に電極間電圧を高くする可能性を有する。その効果として分離能力 は更に高まる。 本発明は上述の特許による２段式電子フイルタに好適に使用できる。ただし、 本発明は、また、従来既知の２段式電子フイルタまたはEP-B-0264363に記載のタ イプのイオン風に基づく装置、または荷電エアロゾルを分離するための他の装置 （SE-A-940110-4参照）に使用できる。 電子フイルタの静電集塵器は、通常、１群の反射電極要素Ｒおよび１群の吸引 電極要素Ａから構成され、電極要素群は１群の電極要素が所定間隔（ａ）をもっ て他の群の電極要素と交互に配置され、 異なる群の要素が相互に対して異なる電位になっている。 例えばSE-B-469466に記載されたように、電極要素はセルロース基材から形成 されるのが好ましい。 実際には、その装置の性能は、特に紙質、および空気の湿度もしくはフイルタ カセットのよごれ等の外部要因に大きく依存することが示されている。湿度が上 昇することにより、セルロース材料の抵抗率は急激に低下し、かつ適切に機能す る適正寸法の静電集塵器は粒子分離能力を減退する。更に、電極材料における電 気抵抗率の低下および電極間の高電圧の結果として、静電集塵器は実質量のオゾ ンを放出する（主に、電極要素ＡおよびＲの縁部間のコロナ放電の結果として） 。 本発明の課題は、基本的に、セルロース基材を基にして形成された改良静電集 塵器に基づく空気清浄装置を改良することにある。本発明によれば、電極要素Ａ またはＲの少なくとも一方の電極要素は非常に高い電気抵抗、好ましくは、帯電 防止またはエネルギ散逸の着想を果しうる電気抵抗を有するセルロース基材によ り形成され、かつ両電極要素は湿度により影響を受けないようにまたは少なくと も無視できる程度の影響を受ける状態で配置されることを特徴とする。一方の電 極要素のみがセルロース基材により形成される場合、他方の電極要素、好ましく は電極要素Ａは薄いアルミニウムプレート等の金属材料により形成されてよい。 本発明による静電集塵器の好適形態は２群の電極要素ＲとＡを含み、電極要素 Ｒは電極要素Ａから所定間隔（ａ）を置くように配置されかつ高電圧源（ＨＶＵ ）の異なる端子へ接続されている。両群の電極要素はセルロースベースの高電気 抵抗材料、好ましくは散逸材料により形成される。 電極要素Ａは添付請求の範囲に従って処理され、該電極要素は薄 い防湿塗膜または防湿剤含浸材料により形成される。 荷電粒子を電極要素Ａへ付着させる前提要件は、該電極要素が電極上への粒子 の堆積との関係でその堆積電極へ電荷を放出できることである。実験により分っ たことであるが、分離している電極Ａ上の例えばポリエチレン等の防湿層を構成 する非常に薄いプラスチック塗膜は荷電エアロゾルが電極要素Ａの『電流搬送』 基体へ電荷を放出するのを妨げることはない。 ここで『電流搬送』の用語は問題の材料が一定の導電率を有することを意味す る、即ち、前記エネルギ散逸性材料を含む。 このように、電気絶縁塗膜といっても、相互に対して数キロボルトまで荷電し た隣接電極要素Ｒと電極要素Ａとの間の火花連絡を防止するため、もしくは電極 要素の縁部からのコロナ放電を防止するために静電集塵器における反射電極要素 Ｒについて使用されるものと、本発明の特徴とする防湿処理、即ち、プラスチッ クフィルムの被膜処理とは別物である。ただ、両用途においてその材料は同一材 料であっても良く、即ち、電気絶縁に分類されることができる。 電極要素間のコロナ型放電または火花連結を防止するために、電気絶縁材は数 キロボルトの電圧を制御することが要求される。電気絶縁材の防湿層、例えば約 ２０〜４０マイクロメータ相当厚のプラスチックフィルムは吸湿を阻止するため にのみその寸法が選択され、かつその厚みはそれぞれの電極要素間の火花連絡を 防止するために必要な厚みよりも数倍分小さい。 反射電極要素Ｒは、吸引電極要素と同様に設計されるが、更に高いテスト絶縁 塗膜で被覆されてよく、例えば湿分から電極要素を保護するために必要な厚みよ りも実質的に厚くてよい。それにより、特に高湿度の空気における、電極要素間 の塵埃堆積による電極要素間の部分的放電の危険は減少する。好適かつ一定要求 の使途におい て、該電極要素の縁部の周辺を電気絶縁構造にする必要がある。かかる構造は電 極要素の縁部からコロナ放電をほぼ完全に阻止できる寸法でなければならない。 さもなければ、かかる放電は電極要素の集塵面上に付着するエアロゾル粒子の幾 らかを電気的に中和する危険があり、かつ、他方、妨害されない粒子は静電集塵 器を通過する。本発明の課題は粒子を静電分離し、結果的にほぼ完全に濾過する ことにあるので、かかる望ましくないコロナ放電を阻止する必要がある。 経験則から、「INVERCOTE PB」の商標名を有する材料は本発明の課題に適した 優れた特性を有する。この材料は「IGGESUND PAPERBOARD」会社により製造され ている。 図１は上述の説明により防湿材料により形成された静電集塵器を開示する。こ の集塵器の電極要素はスペーサＤにより相互から間隔（ａ）を置いて平行平面に 配設されている。スペーサＤは好適形態において、基本的に静電集塵を通って所 望の空気流方向に延在する薄い細片の形態に形成され、かつ開示形態において電 極要素の表面上に直接設置されている。完成フイルタカセットにおけるこの細片 の厚みは隣接電極要素ＲとＡ間の所望間隔（ａ）に等しい。 かかる配置において、数個の矩形空気流ダクトＬは各対の電極要素ＲとＡとス ペーサＤとの間に形成される。スペーサＤは絶縁材料、例えばポリエチレンによ り形成されるが、他の材料および更に高絶縁のテスト絶縁材料が使用できる。 スペーサＤは異なる構成であってよく、例えば、各電極要素間の間隔および包 囲される空気流ダクトＬ間の間隔の異なるスペーサ構造体（ｄ）が形成されてよ い。この配設は、例えば接着剤等の成形材料により形成できる。 隣接電極要素ＡとＲと絶縁スペーサ構造体との間に形成される空 気流ダクトＬは集塵器の全長に延在する。 集塵器の電極要素は、少なくとも１つの出口側または１つの入口側から配設さ れ、両セットの電極要素の縁部が同一面内に位置決めされるのが好ましい。 図１の形態により形成さた静電集塵器は真空清浄機により最も効果的に清掃さ れる事例である。 真空清浄機のノズルをその静電集塵器の上記入口側または出口側を横切る方向 へ移動させるときに、真空清浄機のノズルは１つまたは制限された数の空気流グ クトＬを被覆する。そこで、空気流速は約１５〜３０m/sに達し、その流速は捕 集された塵埃の殆どを効果的に除去するに充分である。 電極要素の縁部でのコロナ放電傾向を減少させるために、各群の電極要素の電 気的接続は可能な限り相互から遠ざけることが好ましい。従って、図１において 、各電極要素の電気的接続はフイルタカセットの短側で行われのが好ましい。即 ち、１セットの電極要素をフイルタカセットの一方の短側部の接触要素に電気的 に接続し、かつ他セットの電極要素を他方の短側部へ接続する。この接続は、図 １に示されたように、同一極性の電極要素を反対極性の電極要素に相対させて側 方向において変位させることにより行われてよく、それにより電極要素の各縁部 は接触するためアクセス可能になる。 図２において、本発明の他の形態が概略図示されている。静電集塵器（Ｋ）は 、空気清浄機の周辺近傍、即ち、空気清浄機を設置した部屋または空間のエアロ ゾルを電離する空気清浄機の入口構造体（Ｉ）へ近接設置、好ましくは密接に連 結される。入口構造体（Ｉ）は格子面、網面、穿孔面等で形成されてよく、好ま しくはこの構造体の開放面は貫通空気流ダクトを形成する。そのように形成され た入口構造体（Ｉ）は、上述のごとき真空清浄機に装備した本発明 による静電集塵器に使用することにより、集塵器の清浄効果を高める。 本発明の装置の使用分野を拡大するために、本装置は真空清浄機の機能を阻害 しないためにフイルタカセットの入口格子面へ着脱自在に挿入できるのが好まし い適宜に疎または密のフイルタを装備してよい。真空清浄機により、そのように 設計された予備フイルタを清掃できるものがよい。 本発明の特許請求の範囲に記載の装置は、所謂ＨＥＰＡフイルタの要求に対応 する極めて高い集塵度を達成できる寸法に形成されるのが好ましい。本装置のか かる設計によって、装置へ輸送された全空気が集塵器へ強制的に通過することが 必要である。そのために、フイルタカセットおよび空気流ダクトの周辺を適切に 封止して空気の静電集塵器（Ｋ）の周辺からの漏洩を阻止することが必要である 。更に、電極要素ＲまたはＡの縁部、または両電極要素の縁部は電気的に絶縁さ れてその部分からのコロナ放電を阻止することが好ましい。そうでない場合、電 離室内の荷電エアロゾルの幾らかは、静電集塵器（Ｋ）の電極要素間の間隙へ侵 入する前に更に荷電されるかまたは電荷を喪失する危険がある。 本発明の静電集塵器（Ｋ）は換気ダクトに好適に使用される。既知方法により エアロゾル粒子の荷電は空気の流れる方向において静電集塵器（Ｋ）の上流で行 われる。 かかる使用によって、静電集塵器（Ｋ）は空気の通過を可能にする格子状、網 状等の形態の入口構造体（Ｉ）の上流、下流、または近接に適宜設置できる。静 電集塵器（Ｋ）に少なくとも最も近い格子状、網状等の入口構造体の部分は電気 絶縁材料により形成される。好適には、その部分は上述のごとく真空清浄機に装 備されたフイルタカセットの清掃を可能にする。かかる入口構造体（Ｉ）は、ま た、同時にフイルタカセットのホルダを構成してよく、高電圧源へのフイルタカ セットの電気接続を可能にする。 換気ダクトまたは他のタイプの空気清浄機において、複数の静電集塵器が複数 の平坦パネルにより設計される、即ち、空気の流れる方向から見て所望空気流に 対して垂直方向の高さが集塵器の電極要素の長手よりも大きい場合には、パネル はカスケード状態に配置できる。 本発明による静電集塵器の他の大きな利点は、多くの実用的用途において、高 電圧の供給が静電集塵器へ高電圧側で如何なるまたは殆ど電流損失を伴うことな く行われるので、非常に簡単な、従って、安価な高電圧源が使用できることであ る。実用的装置によれば、特にエアロゾルの荷電が実質的電流損失を伴うことな く行われる場合には、装置が設置された空間で電離が生じ（SE-A-9401110-4参照 ）、非常に簡単かつ安価な方法で高電圧源を設計できる。かかる高電圧源の設計 方法は周知であるが静電フイルタに関しては今まで使用されていない。 かかる電圧源は、給電電流が１マイクロアンペア以下であって短絡回路電流が 数ミクロンアンペア未満であることであることを特徴とする。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．異なる電位で相互から所定間隔（ａ）を置いて配置された少なくとも２つ の相互に電気的に絶縁された電極要素（ＲおよびＡ）を含む荷電エアロゾル粒子 用の静電集塵器において、少なくとも１つの電極要素はセルロースベースの高電 気抵抗材料により形成され、かつ前記両電極要素は防湿性であり、前記セルロー スベース材料により形成された電極要素は防湿層で被覆され、前記防湿層は電荷 を通過させる薄さであることを特徴とする静電集塵器。 ２．前記両電極要素はセルロースベース材料で形成されていることを特徴とす る、請求項１の静電集塵器。 ３．前記電極要素のセルロースベースの基体はポリエチレン等の薄いプラスチ ックフィルムで被覆されていることを特徴とする、請求項１または２の静電集塵 器。 ４．前記電極要素間の間隔（ａ）は、本集塵器を通って実質的に空気の流れる 方向に延設されて前記電極要素（ＲおよびＡ）と共に空気流ダクトを形成するス ペーサ（Ｄ）またはスペーサ手段（ｄ）により形成されていることを特徴とする 、請求項１から３のいずれか１の静電集塵器。 ５．前記スペーサ手段（ｄ）は適宜成形材料または接着剤により形成されてい ることを特徴とする、請求項４の静電集塵器。 ６．入口構造体（Ｉ）はその構造体内にリブまたは開口部が空気流ダクトを形 成するように設計されかつ本静電集塵器の入口側に直接隣接して設置されている ことを特徴とする、請求項１から５のいずれか１の静電集塵器。 ７．本静電集塵器は空気清浄機の空気流ダクト内に、前記空気流ダクトを流れ る全空気が強制的に本静電集塵器を通過するように、 装備される設計であることを特徴とする、請求項１から６のいずれか１の静電集 塵器。